北京有专治白癜风的医院 https://baike.baidu.com/item/%E5%8C%97%E4%BA%AC%E4%B8%AD%E7%A7%91%E7%99%BD%E7%99%9C%E9%A3%8E%E5%8C%BB%E9%99%A2/9728824?fr=aladdin
电解水制氢技术主要有碱性水电解（AlkalineElectrolyzer,AE）制氢技术、质子交换膜水电解（ProtonExchangeMembraneElectrolyzer,PEME）制氢技术和固体氧化物水电解（SolidOxideElectrolyzer,SOE）制氢技术。
目前，PEME制氢技术的瓶颈在于设备成本较高、寿命较低，且实际的电解效率还远低于理论效率（其制氢效率潜力有望超出AE制氢技术），因此欧美发达国家正重点开展技术攻关以突破技术瓶颈，实现PEME制氢技术的更大发展。SOE制氢技术采用水蒸气电解，高温环境下工作，理论能效最高，但该技术尚处于实验室研发阶段。
目前，美国、日韩和欧洲均将电解水制氢技术视为未来的主流发展方向，聚焦AE制氢技术规模化和PEME制氢技术产业化，重点围绕“电解效率”、“耐久性”和“设备成本”三个关键降本性能指标推进整体技术研发。
我国在电解水技术领域呈现出以AE制氢为主、PEME制氢技术为辅的工业应用状态。其中我国AE制氢设备量全球占有率排名第一，随着可再生能源电解水制氢有望成为未来主流制氢方式，碱性电解水制氢技术逐步向大容量（单体设备产氢量大于或等于m3/h）方向发展。MW级PEME制氢设备目前正处于研发状态，有望在1~2年内投放市场。
但我国在电解水制氢技术方面与国外先进水平仍有一定差距，具体技术对标与国产化情况如图1所示。
图1电解水制氢技术对标与国产化情况AE制氢技术方面，我国在制氢效率技术指标上仍有较大改进空间。在制氢效率与电流密度方面，目前我国工业用碱性电解槽的电解电流密度约为0.3A/cm2
1.84V，欧美国家电解槽的电流密度高达0.4A/cm21.8V以上。我国碱性电解槽的直流电解能耗约为54kWh/kgH2，电解效率约65%，低于国外先进碱性电解槽约70%的电解效率。主要受制于关键材料及组件方面的技术，水平相对落后。电极方面，我国析氢电极普遍采用多孔镍电极，而国外已开始使用高性能镍基合金电极。隔膜组件方面，我国碱性电解槽目前采用编织结构的无石棉隔膜，其厚度为（1.0±0.1）mm、离子电阻率为（1.0±0.2）Ωcm2，国外研制的有机无机复合隔膜的厚度为（0.5±0.05）mm、离子电阻率约为0.3Ωcm2，其性能远超我国使用的无石棉隔膜，并已在德国McPhy、挪威NEL等公司的碱性电解槽中得到应用，有效提高了电解电流密度及电解效率。
电解槽结构方面，我国碱性电解槽的极间距较大，材料电阻引起的压降较高，导致电解效率偏低。在设备寿命方面，我国与国外设备的寿命目前均可达h以上。在设备成本方面，我国AE制氢设备成本优势明显，约为元/kW。
PEME制氢技术方面，我国正在抓紧攻关，技术性能尤其是寿命尚缺乏市场验证。在制氢效率方面，我国PEME制氢设备的电流密度约为1~1.2A/cm2
1.92V，电解效率约为63%，而美国康明斯旗下Hydrogenics公司的PEME制氢设备的电流密度已达1.5A/cm21.92V，电解效率约为66%。在设备寿命方面，国外PEME设备的寿命约为h左右，我国尚缺乏验证。设备成本方面，国内外PEME制氢设备的成本均远高于AE制氢设备，平均设备成本约为0元/kW。我国PEME制氢技术整体性能与国外差距较大的主要原因在于关键基础材料性能不足，质子交换膜等材料依赖进口，系统控制（如热、气管理技术）缺乏经验。具体来说，在基础材料方面，国产质子交换膜的稳定性、质子传导性能与美国、日本等国制备的质子交换膜存在较大差距，目前主要以进口美国杜邦质子交换膜为主。
国产催化剂的寿命、均一性、分散稳定性等与国外高性能催化剂存在差距。多孔钛集电器作为电解槽的关键组件，我国的制造水平也落后于欧美发达国家，我国多孔钛板的孔隙率约为35%~45%，美国多孔钛的孔隙率高于60%。
在热、气管理方面，我国尚缺乏系统性研究，国外已开展电解槽余热回收利用研究、电解槽流场研究、电解槽结构的优化设计等，提高电解槽的能量利用率与耐久性。
此外，作为PEME制氢技术重点应用领域的可再生能源制氢应用项目部署也落后国外。可再生能源制氢需要着力克服输入功率波动工况下的安全、寿命、高效电解制氢技术。
我国在“十一五”和“十二五”期间，在吉林和河北部署的风电制氢及风电供热项目至今仍未正式运营，美国、欧洲和日本分别通过Wind2H2、地平线及FH2R项目推动了一大批可再生能源制氢项目的研究和示范，在可再生能源功率控制及成本效益分析、波动对电解水装置寿命影响、风/氢系统容量优化配置方案和电氢转换技术经济分析等方面积累了丰富的经验。
本文编自年第11期《电工技术学报》，论文标题为“碳中和目标下电解水制氢关键技术及价格平准化分析”。本课题得到了国家重点研发计划、国家能源集团科技创新项目和国华投资公司科技创新项目（碳中和愿景下公司氢能发展路径研究）资助的支持。
